JPH01273379A

JPH01273379A - 長波長発光半導体レーザー

Info

Publication number: JPH01273379A
Application number: JP10335088A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Mori; 森　芳文
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1988-04-26
Filing date: 1988-04-26
Publication date: 1989-11-01

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、長波長例えば１．３μｍ或いはそれ以上の長
波長の発光をなす長波長発光半導体レーザーに係わる。

〔発明の概要〕

本発明は半導体レーザーにおいてそのクラッド層　を、
　　（Ａ　　１　　ｚＸ　Ｇａ１−ｘ”　）ｙｌｎｉ−
ｙ（Ｐｚｌ　　５ｂ１−ｚ”　　）ｚ（ＡＳｚ菖　Ｓｂ
、−２富）□−２なる組成の半導体層によって構成し、
活性層を、（Ａ　　ｊ！　ＸＩ　Ｇａ１−ｘ”　）ｙＩ
ｆｈ−ｙ（Ｐｚ’　Ｓｂｔ　−２りｚ　（ＡＳＺＩ　５
ｂ１−ｚｌ　）ｘ−ｚでＸ　１　　〉Ｘ　Ｉ　とされた
組成の半導体層によって構成して、特性の良い長波長発
光の半導体レーザーを得る。

〔従来の技術〕

従来の長波長例えば、１．３μｍ帯波長の半導体レーザ
ーとしては、ＩｎＰの基板結晶を用い、ＩｎＧａＡｓＰ
より成る活性層を挟んで、これよりバンドギャップが大
なるＩｎＰより成るクラッド層が配されたダブルへテロ
接合型のＩｎＰ　／ＩｎＧａＡｓＰ　／ＩｎＰ系の半導
体レーザーの提案がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、このＩｎＰ　／　ＩｎＧａＡｓＰ　／　Ｉｎ
Ｐ系の半導体レーザーは、そのクランド層と活性層との
■族組成が異ることから、ＩｎＰ基体上に、１ｎＰクラ
ッド層−１ｎＧａＡｓＰ活性層−１ｎＰクラッド層をＭ
ＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって、
その供給原料の切換えによって順次結晶性良くエピタキ
シャル成長させることが難しく、高い発光効率を有する
この種半導体レーザーを、高い信頼性をもって再現性良
く製造することが難しいという課題がある。

また、この種、ＩｎＰ　／　ＩｎＧａＡｓＰ　／　Ｉｎ
Ｐ糸の半導体レーザーは、そのＩｎＰクラッド層とＩｎ
ＧａＡｓＰ活性層との伝導帯の差が比較的小さいことか
ら電流リーク、すなわち無効電流成分が無視できないと
いう課題がある。

本発明は、このような課題の解決をはかった長波長発光
半導体レーザーを提供する。

〔課題を解決するための手段〕本発明は、図面に示すように、ＩｎＰ結晶基体ｔｉ）上
に、（Ａ　Ｉ　ＸＩ　Ｇａｔ　−ｘｒ　）ｙｌｎｌ−ｙ（Ｐ
ｚｉ　５ｂ１−ｚ’　）Ｚ　（ＡＳＺＩ　５ｂ１−ｚ’
　）ｔ−ｚより成る第１のクラッド層（２）と、（Ａ　ｌ　ｘｉ　Ｇａ１−ｘｇ　）ｙｌｎｔ−ｙ（Ｐｚ
ｉ　５ｂ１−ｚ’　）ｚ　（ＡＳｚ”　５ｂ１−Ｚ”　
）１−Ｚでｘ’　　＞ｘ”　なる活性層（３）と、第１
のクラフト層（２）と同様の組成の第２のクラッド層（
４）を順次エピタキシャル成長して長波長発光半導体レ
ーザー（１０）を構成する。

〔作用〕

上述の本発明構成によれば、クラフト層（２）　（４）
と、活性層（３）とが、そのＶ族組成が同一であること
から例えばＭＯＣＶＤ法によるエピタキシーによって各
層を成長させた場合に、各層（２）　（３）　（４１が
整合性にすぐれた結晶性の良い層として再現性良く作製
することができる。また、上記組成によるクラッド層［
２１（４１と活性層（３）とは、活性層（３）にＡｌを
含有させなくても、或いは僅かな含有で１．３μ帯波長
発光をなし、大なるバンドギャップ差、すなわち大なる
伝導帯の差を形成することができる。このようにバンド
ギャップ差が大にできることから活性層（３）からの電
流のリークによる利得の低下を回避できると共に、活性
層（３）を、酸化し易く化学的に不安定なＡ１が全くな
いか若しくはＡＩが僅少な組成としたことによって、特
性が安定で、経時変化が小、長寿命の半導体レーザーを
構成することができる。

〔実施例〕

図に示すように、例えばｎ型のＩｎＰ基板（１）上に、
これと同導電型の例えばｎ型のＡ　ｌ　ｏ、２７１ｎｏ
、ｖ３ＰＱ、４５　ＡＳｏ、５５より成る例えば厚さ１
μｍの第１のクラッド層（２）と、ｎ型またはｐ型、或
いは真性の例えばＧａｏ、２７Ｉｎｏ、ｖ３Ｐ０．４５
　ＡＳｏ、５５より成る例えば厚さ１０００Å以下の数
百人の活性層（３）と、第１のクラッド層（２）と同組
成によるも、これと異なる導電型の例えばｐ型の厚さが
例えば１μｍの第２のクラッド層（４）と、これと同導
電型の厚さが例えば０．１〜１μｍのキャップ層（５）
とが順次ＭＯＣＶＤによってエピタキシャル成長され、
活性層（３）と第１及び第２のクラッド層（２）及び（
４）との間に夫々へテロ接合が形成されるようになされ
ている。図示の例は電極ストライプ型構成の例で、キャ
ップ層（５）に被着形成された絶縁層（６）に穿設され
たストライプ状の電極窓（６ａ）を通じて一方の電極（
７）がキャンプ層（５）にオーミックに被着されている
。（８）は基板（１１に設けられた他方の電極を示す。

この場合の各層（２）〜（５）のエピタキシャル成長の
ためのＭＯＣＶＤは、その原料として、トリメチルアル
ミニウムＡ　ｌ　（ＣＨ３）３．　　トリメチルガリウ
ムＧａ（ＣＨ３）３゜トリメチルインジウムＩｎ（ＣＨ
３）１．アルシンＡｓＨ３゜フォスフインＰＨ３を各層
（２）〜（５）の組成に対応して切換え混合して順次基
板（１）上に送り込んで連続エピタキシーする。

この構成による半導体レーザーは１．３μｍ帯波長し、
−ザーであり、そのクラッドＭ　（２１（４）と活性層
（３）とのバンドギャップ幅（禁止帯幅）の差は、０．
３ｅＶ以上である。

尚、上述の半導体レーザーにおいては、クラッド層（２
）及び（４）の組成を、Ｇａを全部Ａ１に置き換えた組
成とした場合であるが、その組成を例えばＧａの一部を
ＡＩ！で置換したＡ　１１０．２　Ｇａｏ、ｏ７１ｎｏ
、ｖ３Ｐ０．４５　ＡＳｏ、５５とすることができる。

また、上述した例では、ストライプ状電極による利得ガ
イド型構成とした場合であるが、高抵抗領域、或・いは
ＰＮ接合によって電流通路をストライプ状に挾搾する構
成を採る場合、屈折率ガイド型構成を採る場合など各種
半導体装置に本発明を通用することができる。

〔発明の効果〕

上述の本発明構成によれば、クラッド層ｆ２１　ｆ４１
と、活性層（３）とが、その■族組成が同一であること
から例えばＭＯＣＶＤ法によるエピタキシーによって各
層を成長させた場合に、各層＋２）　Ｃ３）　ｆ４）が
整合性にすぐれた結晶性の良い層として再現性良（作製
することができる。また、上記組成によるクラッド層（
２１（４）と活性層（３）とは、活性層（３）にＡ１を
含有させなくても、或いは僅かな含有で１．３μ帯波長
発光をなし、大なるバンドギャップ差、すなわち大なる
伝導帯の差を形成することができる。このようにバンド
ギャップ差が大にできることから活性層（３）からの電
流のリークによる利得の低下を回避できると共に、活性
層（３）を、酸化し易く化学的に不安定なＡ１が全くな
いか若しくは＾ｌが僅少な組成としたことによって、特
性が安定で、経時変化が小、長寿命の半導体レーザーを
構成することができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図は本発明による半導体レーザーの一例の路線的断面図
である。（２）及び（４）はクラッド層、（３）は活性層である
。

Claims

【特許請求の範囲】（Ａｌ＿ｘ＾ I Ｇａ＿１＿−＿ｘ＾ I ）＿ｙＩｎ＿１
＿−＿ｙ（Ｐ＿ｚ＾ I Ｓｂ＿１＿−＿ｚ＾ I ）＿ｚ（
Ａｓ＿ｚ＾IIＳｂ＿１＿−＿ｚ＾II）＿１＿−＿ｚより
成るクラッド層と、（Ａｌ＿ｘ＾IIＧａ＿１＿−＿ｘ＾II）＿ｙＩｎ＿１＿
−＿ｙ（Ｐ＿ｚ＾ I Ｓｂ＿１＿−＿ｚ＾ I ）＿ｚ（Ａ
ｓ＿ｚ＾IIＳｂ＿１＿−＿ｚ＾II）＿１＿−＿ｚでｘ＾
I ＞ｘ＾IIなる活性層とを有して成る長波長発光半導
体レーザー。